[实用新型]一种狭窄水位区间的水位控制装置

说明书

本实用新型涉及一种狭窄水位区间的水位控制装置以及水位控制方法，该水位控制装置包括：下端面位于水槽的最高水位线处的高水位监测电极，下端面位于水槽的低水位线处的低水位监测电极，下端面接近(但不接触)水槽的底部的基准电极，PLC控制器、电磁水阀，低压电源和低压继电器，PLC控制器与上述三个电极连接，检测高水位监测电极和基准电极形成的电路以及低水位监测电极和基准电极形成的电路的电流变化，并生成相应的控制信号，发送给低压继电器，低压继电器根据接收到的控制信号控制电磁水阀的通电情况。本实用新型的水位控制装置可以灵活地扩大和缩小监测水位的监测区间，对水位监控的时效和反应都很精准。

技术领域

本实用新型涉及一种水位控制装置，更具体地说，涉及一种狭窄水位区间的水位控制装置。

背景技术

实际工业生产中，经常会遇到将水位精确控制在一个非常小的区间的情况。例如在纸张涂硅工艺中，需要利用补水装置(参见图1)对纸张进行补水，补水过程中补水钢辊1’对纸张补水，补水钢辊1’的下端接触水槽2’中的水，上端接触纸张表面。在补水钢辊1’滚动过程中，沾在其表面的水随钢辊滚动达到钢辊上端时被与钢辊上端接触的纸张吸收，从而完成补水过程。但在生产中，水槽2’受设备制造尺寸整体限制，一般只有70mm深，而补水钢辊的浸水深度在25～30mm，需要检测的高补水水位(A-A)和低补水水位(B-B)区间只有15mm。

目前，对上述水槽进行补水的方法一般有以下几种方式：

(1)采用鸭嘴补水装置进行补水。即通过鸭嘴补水装置的水位开关检测水槽的水位，然后根据检测结果进行补水。鸭嘴的水位开关是一种磁性接近开关检测传感器，其结构示意图如图2a和图2b所示，其中1’表示补水钢辊，2’表示水槽，3’表示水位开关，其中A端是闭合触点，B端内含有磁铁。图2b中，X表示补水控制的上下区间距离。当水位上升，B端受到的浮力上升，A端和B端靠近到一定的距离时，触点因感应到磁性而使闭合触点断开，从而通过控制线路信号使电磁水阀(用于向水槽供水)的通电断开，终止向水槽补水。

图2a中，水面处于较高位时，B端受到的浮力变大而上升，当A端和B端靠近完成时由于水波的晃动和连接结构的间隙，导致磁信号不稳定，不能及时断开A的触点，从而使电磁水阀的通电不能及时断开，导致供水不能及时停止，造成水槽水面溢出，因为水槽只有70mm的深度。

图2b中，水面处于较低位时，B端受到的浮力变小而下降，当A端和B端分开到一定的距离时，触点因感应不到磁性而使闭合触点闭合，从而使控制电磁水阀供水的控制线路信号接通，使电磁水阀开始向水槽补水。

从图2b可以看出当需要供水时，A端和B端分开的距离不足，A端的闭合触点还不能自动闭合，造成不能及时补水，而此时X的垂直距离已经大于需要开始补水的水位要求。

很明显，对于需要检查的15mm的水位区间来说，这种响应区间比较宽，水位检测的灵敏度比较低。实际应用中因时效将精准不够，最后取消。

(2)人工补水，在补水过程中，工人不时地观察水位深度，然后采用人工加水。这种方法存在的问题是：由于上下水位之间的距离狭窄，人工观察不准确，很容易造成水位低于最低水位以下时，工人没有观察到，导致没有及时补水造成水槽缺水，或者工人在补水过程中，一不小心注水太多，导致水槽中的水溢出；或因工人在忙于操作机器时，没能及时观察水位，而造成水槽缺水而不知道。

(3)采用超声波检测水位装置进行补水。如图3所示的超声波检测水位装置的非接触式液位传感器100通过胶水粘贴在胶管101上，然后通过导线102将检测到的信号输出。这种检测水位的方法存在的问题是：非接触式液位传感器100本身一般直径为20mm，远远大于需要检查的水位区间的距离15mm，并且非接触式液位传感器100粘贴在不锈钢外壁时，会降低超声波的效能，检测到的水位时效性及水位偏差很大。